橡胶基本知识培训讲解(PPT 45页)

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概述
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概述
橡胶的配合与加工工艺
b. 混炼： 将各种配合剂混入生胶中制成均匀的混炼胶
设备：开炼机、密炼机
塑炼胶
促进剂、 活性剂、 防老剂
增强剂、 填充剂
增塑剂
硫化剂
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概述
橡胶的配合与加工工艺
c. 压延
利用压延机辊筒之间的挤 压力作用，使物料发生塑性 流动变形，制成具有一定断 面尺寸规格和规定断面几何 形状的片状或薄膜状材料； 或者将聚合物覆盖并附着于 纺织物表面，如胶布。
茂金属催化剂给橡胶工业带来新的革命，现在已合成了
茂金属乙丙橡胶等新型橡胶品种；
环氧化、接枝、共混、动态硫化等技术的采用，橡胶向
着高性能化、功能化特种化方向发展。
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概述
国内发展现状
从2003年起，中国即成为世界第一橡胶消费大国； 但我们又是一个橡胶资源匮乏的国家，“十五”以来， 国内消费的天然橡胶65%以上、合成橡胶40%以上靠进 口。
① 硫化剂: 使生胶结构由线型转变为交联体型结构 常用硫化剂有硫磺和含硫化合物，有机过氧化
物，胺类化合物、树脂类化合物、金属氧化物等。
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概述
②硫化促进剂: 缩短硫化时间，降低硫化温度，改善橡胶性能。
常用促进剂有二硫化氨基甲酸盐、黄原酸盐类、 噻唑类等有机物。 ③活化剂：用来提高促进剂的活性。
常用活化剂有氧化锌、氧化镁、硬酯酸等。
子柔性好，在常温处于无定形状态；
分子链上侧甲基体积小，数目少，位阻效应小； 非极性分子，分子间相互作用小，对分子链内旋
转约束和阻碍小。
强度较高
原因：在外力作用下拉伸结晶； 纯 NR 硫化胶拉伸强度可达17~25 MPa，用炭黑增强
树流出的胶乳可固化为具有弹性的物质。
1823，英国人麦金托什创办第一个橡胶防水布厂—— 橡胶工业的开始； 同期，英国人Hancock发现橡胶通过两个转动滚筒的缝隙反复加工，可
以降低弹性，提高塑性。这一发现奠定了橡胶加工的基础，他被公认为世 界橡胶工业的先驱。
1839，Goodyear发现硫磺可使橡胶硫化——奠定橡胶加工业的基础； 1888，Dunlop发明充气轮胎——橡胶工业真正起飞； 1904，Mote采用碳黑对橡胶进行增强。
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概述
橡胶的发展历史
（2）合成橡胶的发现和应用
1900，确定了天然橡胶的结构——合成橡胶成为可能；
1932，前苏联使丁钠橡胶工业化，之后相继出现了氯丁、
丁腈、丁苯橡胶；
19世纪50年代，Zeigler-Natta催化剂的发现，导致合成
橡胶的新飞跃，出现了顺丁、乙丙、异戊橡胶；
1965-1973，出现了热塑性弹性体，即第三代橡胶；
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概述
橡胶的分类
天然橡胶
按来源和 用途分
合成 橡胶
通用合成橡胶
特种合成橡胶
按形态分：固体、液体、粉末橡胶
丁苯橡胶（SBR） 顺丁橡胶（BR） 异戊橡胶（IR） 氯丁橡胶（CR） 乙丙橡胶（EPDM）
丁腈橡胶（NBR） 硅橡胶（SiR） 氟橡胶（FPM） 聚氨酯橡胶（PU）
……
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概述
橡胶的配合与加工工艺
（1）橡胶的配合——根据制品性能要求，进行配方设计
生胶体系： 天然橡胶、合成橡胶、生胶的替代材料（再生胶及热塑性树脂等）
硫化体系： 硫化剂：硫黄、含硫化合物、过氧化物、醌类化合物、胺类化合
物等； 硫化促进剂； 硫化活性剂（提高促进剂的活性）
增强体系： 炭黑、白炭黑等（轮胎里含量达到50%，增强、耐磨）
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概述 压延完成的作业：胶料的压片、压型、贴合、纺织物的 贴胶、擦胶 设备：压延机，最普遍为三辊或四辊
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概述
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概述
压片：把混炼胶制成具有规定厚度、宽度和光滑表面 的胶片。
压型：将胶料制成表面有花纹并具有一定断面形状的 带状胶片，主要制造胶鞋大底、轮胎胎面。
贴合：通过压延使两层薄胶片合成一层胶片。 纺织物的贴胶：使胶料和织物挂胶织物的作业。 纺织物的擦胶：利用压延机辊筒转速不同，把胶料擦 入织物线缝中。
胺类 酚类
硫化
硫化剂
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概述
橡胶的配合与加工工艺
（2）橡胶加工工艺——包括塑炼、混炼、压延、压出、成型、 硫化等工艺
a. 塑炼： 使生胶由弹性状态转变为具有可塑性状态的工艺过程，
依靠机械力、热和氧的作用，使橡胶大分子断裂，以降低 分子量、粘度、弹性，获得可塑性、流动性和可加工性；
设备：开炼机、密炼机
概述
橡胶的特征
高弹性：在外力作用下具有较大的弹性形变，最高 可达1000%，除去外力后变形很快恢复； 柔软性好、硬度低； 具有高分子材料的共性：粘弹性、绝缘性、环境老 化性、密度小。
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概述
橡胶的发展历史
（1）天然橡胶的发现和利用
早在11世纪，南美洲人即已开始利用野生天然橡胶。 1496，哥伦布第二次到美洲，发现橡胶树； 1736年法国人孔达米纳参加法国科学院赴南美考察队，观察到三叶橡胶
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概述
④ 填充剂： 提高橡胶强度、改善工艺性能和降低成本。 补强剂如炭黑、白炭黑、氧化锌、氧化镁等； 用于降低成本的填充剂，如滑石粉、硫酸钡等。
⑤ 增塑剂： 增加橡胶的塑性和柔韧性。 常用增塑剂有石油系列、煤油系列和松焦油
系列增塑剂。
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概述
⑥防老剂：防止或延缓橡胶老化。
作用机理
物理防老如石蜡
化学防老
天然橡胶
天然橡胶（NR） 98%NR来自巴西橡胶树（三叶橡胶树）； 全世界NR的90%以上产自东南亚地区，主要是马来西
亚、印尼、斯里兰卡、泰国；
至今NR的消耗量仍约占橡胶总消耗量的40%
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天然橡胶
天然橡胶的性能和应用
弹性佳，通用橡胶里仅次于顺丁橡胶；
原因：NR分子主链上与双键相邻的 σ 键容易旋转，分
另：增塑剂、防老剂、可赋予橡胶特有功能的配合剂等。
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概述
橡胶的组分
以生胶为主要成分，添加各种配合剂和增强材料 制成的。
生胶
指无配合剂、未经硫化的橡胶。按原料来源 有天然橡胶和合成橡胶。
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概述
配合剂 用来改善橡胶的某些性能。常用配合剂有硫
化剂、硫化促进剂、活化剂、填充剂、增塑剂、 防老化剂、着色剂等。
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概述
d.压出：
胶料通过压出机或螺杆挤出机 制成各种复杂断面形状的半成 品的工艺过程 制品：胶条、胶管、门窗密封 条
e. 成型：
把构成制品的各部件，通过粘贴、压合等方法组成具有一 定形状的整体的制品。
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概述
f. 硫化：
胶料在一定压力和温度下，橡胶大分子由线性结构变为 网状结构的交联过程。
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